实战 | spring boot 集成 websocket 的四种方式

Bug开发工程师

发布于 2020-03-12 19:01:37

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发布于 2020-03-12 19:01:37

文章被收录于专栏：码农沉思录

SpringBoot集成websocket的四种方式

原生注解

pom.xml

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>

WebSocketConfig

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocket;
import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;

/**
 * @author buhao
 * @version WebSocketConfig.java, v 0.1 2019-10-18 15:45 buhao
 */
@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig {

    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpoint() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

说明：

这个配置类很简单，通过这个配置 spring boot 才能去扫描后面的关于 websocket 的注解

WsServerEndpoint

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.ws;

import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.websocket.OnClose;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author buhao
 * @version WsServerEndpoint.java, v 0.1 2019-10-18 16:06 buhao
 */
@ServerEndpoint("/myWs")
@Component
public class WsServerEndpoint {

    /**
     * 连接成功
     *
     * @param session
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        System.out.println("连接成功");
    }

    /**
     * 连接关闭
     *
     * @param session
     */
    @OnClose
    public void onClose(Session session) {
        System.out.println("连接关闭");
    }

    /**
     * 接收到消息
     *
     * @param text
     */
    @OnMessage
    public String onMsg(String text) throws IOException {
        return "servet 发送：" + text;
    }
}

说明

这里有几个注解需要注意一下，首先是他们的包都在 **javax.websocket **下。并不是 spring 提供的，而 jdk 自带的，下面是他们的具体作用。

@ServerEndpoint
通过这个 spring boot 就可以知道你暴露出去的 ws 应用的路径，有点类似我们经常用的@RequestMapping。比如你的启动端口是 8080，而这个注解的值是 ws，那我们就可以通过 ws://127.0.0.1:8080/ws 来连接你的应用
@OnOpen
当 websocket 建立连接成功后会触发这个注解修饰的方法，注意它有一个 Session 参数
@OnClose
当 websocket 建立的连接断开后会触发这个注解修饰的方法，注意它有一个 Session 参数
@OnMessage
当客户端发送消息到服务端时，会触发这个注解修改的方法，它有一个 String 入参表明客户端传入的值
@OnError
当 websocket 建立连接时出现异常会触发这个注解修饰的方法，注意它有一个 Session 参数

另外一点就是服务端如何发送消息给客户端，服务端发送消息必须通过上面说的 Session 类，通常是在@OnOpen 方法中，当连接成功后把 session 存入 Map 的 value，key 是与 session 对应的用户标识，当要发送的时候通过 key 获得 session 再发送，这里可以通过 session.getBasicRemote().sendText(*)* 来对客户端发送消息。

Spring 封装

pom.xml

<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>

HttpAuthHandler

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.handler;

import cn.coder4j.study.example.websocket.config.WsSessionManager;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.socket.CloseStatus;
import org.springframework.web.socket.TextMessage;
import org.springframework.web.socket.WebSocketSession;
import org.springframework.web.socket.handler.TextWebSocketHandler;

import java.time.LocalDateTime;

/**
 * @author buhao
 * @version MyWSHandler.java, v 0.1 2019-10-17 17:10 buhao
 */
@Component
public class HttpAuthHandler extends TextWebSocketHandler {

    /**
     * socket 建立成功事件
     *
     * @param session
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {
        Object token = session.getAttributes().get("token");
        if (token != null) {
            // 用户连接成功，放入在线用户缓存
            WsSessionManager.add(token.toString(), session);
        } else {
            throw new RuntimeException("用户登录已经失效!");
        }
    }

    /**
     * 接收消息事件
     *
     * @param session
     * @param message
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {
        // 获得客户端传来的消息
        String payload = message.getPayload();
        Object token = session.getAttributes().get("token");
        System.out.println("server 接收到 " + token + " 发送的 " + payload);
        session.sendMessage(new TextMessage("server 发送给 " + token + " 消息 " + payload + " " + LocalDateTime.now().toString()));
    }

    /**
     * socket 断开连接时
     *
     * @param session
     * @param status
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {
        Object token = session.getAttributes().get("token");
        if (token != null) {
            // 用户退出，移除缓存
            WsSessionManager.remove(token.toString());
        }
    }


}

说明

通过继承 TextWebSocketHandler 类并覆盖相应方法，可以对 websocket 的事件进行处理，这里可以同原生注解的那几个注解连起来看

afterConnectionEstablished 方法是在 socket 连接成功后被触发，同原生注解里的 @OnOpen 功能
**afterConnectionClosed **方法是在 socket 连接关闭后被触发，同原生注解里的 @OnClose 功能
**handleTextMessage **方法是在客户端发送信息时触发，同原生注解里的 @OnMessage 功能

WsSessionManager

/*
 * *
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 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.config;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.socket.WebSocketSession;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * @author buhao
 * @version WsSessionManager.java, v 0.1 2019-10-22 10:24 buhao
 */
@Slf4j
public class WsSessionManager {
    /**
     * 保存连接 session 的地方
     */
    private static ConcurrentHashMap<String, WebSocketSession> SESSION_POOL = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 添加 session
     *
     * @param key
     */
    public static void add(String key, WebSocketSession session) {
        // 添加 session
        SESSION_POOL.put(key, session);
    }

    /**
     * 删除 session,会返回删除的 session
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public static WebSocketSession remove(String key) {
        // 删除 session
        return SESSION_POOL.remove(key);
    }

    /**
     * 删除并同步关闭连接
     *
     * @param key
     */
    public static void removeAndClose(String key) {
        WebSocketSession session = remove(key);
        if (session != null) {
            try {
                // 关闭连接
                session.close();
            } catch (IOException e) {
                // todo: 关闭出现异常处理
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 获得 session
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public static WebSocketSession get(String key) {
        // 获得 session
        return SESSION_POOL.get(key);
    }
}

说明

这里简单通过 **ConcurrentHashMap **来实现了一个 session 池，用来保存已经登录的 web socket 的 session。前文提过，服务端发送消息给客户端必须要通过这个 session。

MyInterceptor

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.interceptor;

import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.http.HttpUtil;
import org.springframework.http.server.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.ServerHttpResponse;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.socket.WebSocketHandler;
import org.springframework.web.socket.server.HandshakeInterceptor;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author buhao
 * @version MyInterceptor.java, v 0.1 2019-10-17 19:21 buhao
 */
@Component
public class MyInterceptor implements HandshakeInterceptor {

    /**
     * 握手前
     *
     * @param request
     * @param response
     * @param wsHandler
     * @param attributes
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler, Map<String, Object> attributes) throws Exception {
        System.out.println("握手开始");
        // 获得请求参数
        HashMap<String, String> paramMap = HttpUtil.decodeParamMap(request.getURI().getQuery(), "utf-8");
        String uid = paramMap.get("token");
        if (StrUtil.isNotBlank(uid)) {
            // 放入属性域
            attributes.put("token", uid);
            System.out.println("用户 token " + uid + " 握手成功！");
            return true;
        }
        System.out.println("用户登录已失效");
        return false;
    }

    /**
     * 握手后
     *
     * @param request
     * @param response
     * @param wsHandler
     * @param exception
     */
    @Override
    public void afterHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler, Exception exception) {
        System.out.println("握手完成");
    }

}

说明

通过实现 HandshakeInterceptor 接口来定义握手拦截器，注意这里与上面 Handler 的事件是不同的，这里是建立握手时的事件，分为握手前与握手后，而 Handler 的事件是在握手成功后的基础上建立 socket 的连接。所以在如果把认证放在这个步骤相对来说最节省服务器资源。它主要有两个方法 beforeHandshake 与 **afterHandshake **，顾名思义一个在握手前触发，一个在握手后触发。

WebSocketConfig

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.config;

import cn.coder4j.study.example.websocket.handler.HttpAuthHandler;
import cn.coder4j.study.example.websocket.interceptor.MyInterceptor;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocket;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketConfigurer;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketHandlerRegistry;

/**
 * @author buhao
 * @version WebSocketConfig.java, v 0.1 2019-10-17 15:43 buhao
 */
@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {

    @Autowired
    private HttpAuthHandler httpAuthHandler;
    @Autowired
    private MyInterceptor myInterceptor;

    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
        registry
                .addHandler(httpAuthHandler, "myWS")
                .addInterceptors(myInterceptor)
                .setAllowedOrigins("*");
    }
}

说明

通过实现 WebSocketConfigurer 类并覆盖相应的方法进行 websocket 的配置。我们主要覆盖 registerWebSocketHandlers 这个方法。通过向 WebSocketHandlerRegistry 设置不同参数来进行配置。其中 **addHandler **方法添加我们上面的写的 ws 的 handler 处理类，第二个参数是你暴露出的 ws 路径。**addInterceptors **添加我们写的握手过滤器。**setAllowedOrigins("*") **这个是关闭跨域校验，方便本地调试，线上推荐打开。

3. TIO

pom.xml

 <dependency>
     <groupId>org.t-io</groupId>
     <artifactId>tio-websocket-spring-boot-starter</artifactId>
     <version>3.5.5.v20191010-RELEASE</version>
</dependency>

application.xml

tio:
  websocket:
    server:
      port: 8989

说明

这里只配置了 ws 的启动端口，还有很多配置，可以通过结尾给的链接去寻找

MyHandler

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.handler;

import org.springframework.stereotype.Component;
import org.tio.core.ChannelContext;
import org.tio.http.common.HttpRequest;
import org.tio.http.common.HttpResponse;
import org.tio.websocket.common.WsRequest;
import org.tio.websocket.server.handler.IWsMsgHandler;

/**
 * @author buhao
 * @version MyHandler.java, v 0.1 2019-10-21 14:39 buhao
 */
@Component
public class MyHandler implements IWsMsgHandler {
    /**
     * 握手
     *
     * @param httpRequest
     * @param httpResponse
     * @param channelContext
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public HttpResponse handshake(HttpRequest httpRequest, HttpResponse httpResponse, ChannelContext channelContext) throws Exception {
        return httpResponse;
    }

    /**
     * 握手成功
     *
     * @param httpRequest
     * @param httpResponse
     * @param channelContext
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void onAfterHandshaked(HttpRequest httpRequest, HttpResponse httpResponse, ChannelContext channelContext) throws Exception {
        System.out.println("握手成功");
    }

    /**
     * 接收二进制文件
     *
     * @param wsRequest
     * @param bytes
     * @param channelContext
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public Object onBytes(WsRequest wsRequest, byte[] bytes, ChannelContext channelContext) throws Exception {
        return null;
    }

    /**
     * 断开连接
     *
     * @param wsRequest
     * @param bytes
     * @param channelContext
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public Object onClose(WsRequest wsRequest, byte[] bytes, ChannelContext channelContext) throws Exception {
        System.out.println("关闭连接");
        return null;
    }

    /**
     * 接收消息
     *
     * @param wsRequest
     * @param s
     * @param channelContext
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public Object onText(WsRequest wsRequest, String s, ChannelContext channelContext) throws Exception {
        System.out.println("接收文本消息:" + s);
        return "success";
    }
}

说明

这个同上个例子中的 handler 很像，也是通过实现接口覆盖方法来进行事件处理，实现的接口是IWsMsgHandler，它的方法功能如下

handshake
在握手的时候触发
onAfterHandshaked
在握手成功后触发
onBytes
客户端发送二进制消息触发
onClose
客户端关闭连接时触发
onText
客户端发送文本消息触发

StudyWebsocketExampleApplication

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */

package cn.coder4j.study.example.websocket;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.tio.websocket.starter.EnableTioWebSocketServer;

@SpringBootApplication
@EnableTioWebSocketServer
public class StudyWebsocketExampleApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StudyWebsocketExampleApplication.class, args);
    }
}

说明

这个类的名称不重要，它其实是你的 spring boot 启动类，只要记得加上**@EnableTioWebSocketServer**注解就可以了

STOMP

pom.xml

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>

WebSocketConfig

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.config;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.messaging.simp.config.MessageBrokerRegistry;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocketMessageBroker;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.StompEndpointRegistry;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketMessageBrokerConfigurer;

/**
 * @author buhao
 * @version WebSocketConfig.java, v 0.1 2019-10-21 16:32 buhao
 */
@Configuration
@EnableWebSocketMessageBroker
public class WebSocketConfig implements WebSocketMessageBrokerConfigurer {

    @Override
    public void registerStompEndpoints(StompEndpointRegistry registry) {
        // 配置客户端尝试连接地址
        registry.addEndpoint("/ws").setAllowedOrigins("*").withSockJS();
    }

    @Override
    public void configureMessageBroker(MessageBrokerRegistry registry) {
        // 设置广播节点
        registry.enableSimpleBroker("/topic", "/user");
        // 客户端向服务端发送消息需有/app 前缀
        registry.setApplicationDestinationPrefixes("/app");
        // 指定用户发送（一对一）的前缀 /user/
        registry.setUserDestinationPrefix("/user/");
    }
}

说明

通过实现 WebSocketMessageBrokerConfigurer 接口和加上**@EnableWebSocketMessageBroker**来进行 stomp 的配置与注解扫描。
其中覆盖 registerStompEndpoints 方法来设置暴露的 stomp 的路径，其它一些跨域、客户端之类的设置。
覆盖 **configureMessageBroker **方法来进行节点的配置。
其中 **enableSimpleBroker **配置的广播节点，也就是服务端发送消息，客户端订阅就能接收消息的节点。
覆盖**setApplicationDestinationPrefixes **方法，设置客户端向服务端发送消息的节点。
覆盖 setUserDestinationPrefix 方法，设置一对一通信的节点。

WSController

/*
 * *
 *  * blog.coder4j.cn
 *  * Copyright (C) 2016-2019 All Rights Reserved.
 *
 */
package cn.coder4j.study.example.websocket.controller;

import cn.coder4j.study.example.websocket.model.RequestMessage;
import cn.coder4j.study.example.websocket.model.ResponseMessage;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.messaging.handler.annotation.MessageMapping;
import org.springframework.messaging.handler.annotation.SendTo;
import org.springframework.messaging.simp.SimpMessagingTemplate;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

/**
 * @author buhao
 * @version WSController.java, v 0.1 2019-10-21 17:22 buhao
 */
@Controller
public class WSController {

    @Autowired
    private SimpMessagingTemplate simpMessagingTemplate;

    @MessageMapping("/hello")
    @SendTo("/topic/hello")
    public ResponseMessage hello(RequestMessage requestMessage) {
        System.out.println("接收消息：" + requestMessage);
        return new ResponseMessage("服务端接收到你发的：" + requestMessage);
    }

    @GetMapping("/sendMsgByUser")
    public @ResponseBody
    Object sendMsgByUser(String token, String msg) {
        simpMessagingTemplate.convertAndSendToUser(token, "/msg", msg);
        return "success";
    }

    @GetMapping("/sendMsgByAll")
    public @ResponseBody
    Object sendMsgByAll(String msg) {
        simpMessagingTemplate.convertAndSend("/topic", msg);
        return "success";
    }

    @GetMapping("/test")
    public String test() {
        return "test-stomp.html";
    }
}

说明

通过 @MessageMapping来暴露节点路径，有点类似 @RequestMapping。注意这里虽然写的是 hello ，但是我们客户端调用的真正地址是** /app/hello**。因为我们在上面的 config 里配置了registry.setApplicationDestinationPrefixes("/app")。
@SendTo这个注解会把返回值的内容发送给订阅了 /topic/hello 的客户端，与之类似的还有一个@SendToUser 只不过他是发送给用户端一对一通信的。这两个注解一般是应答时响应的，如果服务端主动发送消息可以通过 simpMessagingTemplate类的convertAndSend方法。注意 **simpMessagingTemplate.convertAndSendToUser(token, "/msg", msg) **，联系到我们上文配置的 registry.setUserDestinationPrefix("/user/"),这里客户端订阅的是/user/{token}/msg,千万不要搞错。 session共享的问题

上面反复提到一个问题就是，服务端如果要主动发送消息给客户端一定要用到 session。而大家都知道的是 session 这个东西是不跨 jvm 的。如果有多台服务器，在 http 请求的情况下，我们可以通过把 session 放入缓存中间件中来共享解决这个问题，通过 spring session 几条配置就解决了。但是 web socket 不可以。他的 session 是不能序列化的，当然这样设计的目的不是为了为难你，而是出于对 http 与 web socket 请求的差异导致的。目前网上找到的最简单方案就是通过 redis 订阅广播的形式，主要代码跟第二种方式差不多，你要在本地放个 map 保存请求的 session。也就是说每台服务器都会保存与他连接的 session 于本地。然后发消息的地方要修改，并不是现在这样直接发送，而通过 redis 的订阅机制。服务器要发消息的时候，你通过 redis 广播这条消息，所有订阅的服务端都会收到这个消息，然后本地尝试发送。最后肯定只有有这个对应用户 session 的那台才能发送出去。

如何选择

如果你在使用 tio，那推荐使用 tio 的集成。因为它已经实现了很多功能，包括上面说的通过 redis 的 session 共享，只要加几个配置就可以了。但是 tio 是半开源，文档是需要收费的。如果没有使用，那就忘了他。
如果你的业务要求比较灵活多变，推荐使用前两种，更推荐第二种 Spring 封装的形式。

如果只是简单的服务器双向通信，推荐 stomp 的形式，因为他更容易规范使用。

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原始发表：2019-12-08，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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